轴流泵汽蚀问题1
水泵的汽蚀现象及其防治措施

水泵的汽蚀现象及其防治措施汽蚀现象的产生:当离心泵的吸入高度过大、液体温度比较高时(或两种现象同时存在),致使入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸气压,则在该环境下液体就会在泵进口处沸腾汽化,从而形成无数小气泡。
这些小气泡随水流进高压区时,由于压差的作用,在气泡凝结破裂的同时,液体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬间产生很强烈的水击现象,并以很高的冲击频率打击过流部件表面,冲击应力可达几百至几千个大气压。
气泡不断地形成与破裂,强大的水力冲击以高频率(600-25000Hz)反复作用在叶轮上,时间一长,就会使叶轮的叶片逐渐因疲劳而剥落。
对于金属泵,气泡中还夹杂有一些活泼气体(如氧气),对金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。
金属表面粗糙度被破坏后,更加加速了机械剥蚀。
另外,气泡形成与破裂的过程中,会使过流部件两端产生温度差异,其冷端与热端形成电偶而产生电位差,从而使金属表面发生电解作用,金属的光滑层因电解而逐渐变得粗糙。
在机械剥蚀、化学腐蚀和电化学的共同作用下,金属表面很快出现蜂窝状的麻点,并逐渐形成空洞而损坏。
对于衬氟泵,由于氟塑料具有良好的耐腐蚀性、电绝缘性。
发生汽蚀时,将不会出现化学腐蚀和电化腐蚀,但因氟塑料的机械强度低于金属材料,汽蚀严重时,气泡产生的强大冲击力及高频率将损坏叶轮前盖板;对于壳体,汽蚀所产生的冲击会将壳体衬塑层呈现气孔状、鱼鳞状等破坏,严重时,将蚀穿壳体衬塑层。
发生汽蚀后对泵产生的影响:1.泵发生汽蚀后会引起噪音和振动。
泵发生汽蚀时,水流质点互相碰撞和挤压,会产生剧烈的振动,造成机组零部件的破坏,严重时水泵不能抽水,甚造成水泵装置和泵房结构的破坏。
由于气泡振动和破灭产生噪音,危害泵站中运行操作人员的健康。
2.引起泵工作参数的下降。
当泵汽蚀较严重时,泵叶轮内的大量气泡将阻塞叶轮流道,使泵内液体流动的连续性遭到破坏,泵的流量、扬程和效率等参数均会明显下降。
3.引起泵叶轮的破坏。
对于金属泵,汽蚀所产生的一系列反应会将叶轮材料呈现海绵状、沟槽状、鱼鳞状等破坏,严重时会出现叶片的蚀穿;对于衬氟泵,汽蚀现象所产生的的冲击力会损坏叶轮的前盖板。
水泵汽蚀和防治措施

水泵汽蚀和防治措施1、提高水泵进液装置有效气蚀余量的措施(1)将水泵上吸装置改为倒灌装置;(2)减小水泵吸上装置泵的安装高度;(3)增加泵前贮液罐中液面的压力,以提高水泵有效气蚀余量。
(4)减小泵前管路上的流动损失,例如在要求范围尽量缩短管路,减小管路中的流速,减少弯管和阀门,尽量加大阀门开度等。
2、提高水泵本身抗气蚀性能的措施(1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。
增大过流面积,增大叶轮盖板进口段的曲率半径,减小液流急剧加速与降压,适当减少叶片进口的厚度,并将叶片进口修圆,使其接近流线形,也可以减少绕流叶片头部的加速与降压,提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失,将叶片进口边向叶轮进口延伸,使液流提前接受作功,提高压力。
(2)采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进入叶轮,则进口截面增加一倍,进口流速可减少一倍。
(3)采用前置诱导叶轮,使液流在前置诱导轮中提前作功,以提高液流压力。
(4)采用抗气蚀的材料,实践表明,材料的强度、硬度、韧性越高,化学稳定性越好,抗气蚀的性能越强。
(5)设计工况采用稍大的正冲角,以增大叶片进口角,减小叶片进口处的弯曲,减小叶片阻塞,以增大进口面积,改善大流量下的工作条件,以减少流动损失,但正冲角不宜过大,否则影响效率。
3、下降必需汽蚀余量适当增大叶轮入口直径和增大叶片进口宽度,可降低水泵临界空化裕度,降低叶轮入口速度和相对速度,减少气泡产生,采用在多级泵叶轮、感应轮和设置感应轮的方法,产生压力轮在同轴装配后共同工作,在此过程中对泵叶轮进料增压的压力,以提高泵的抗气蚀性能。
4、提高过流元件数据的抗空化能力选择具有较强的抗气蚀水泵材质部件,要有效降低水泵过流部件的损坏,延长水泵使用时间,例如可以选择锰、青铜和不锈钢等材质进行铸造,表面采用聚合物涂层或激光喷涂的方法,其水泵的抗气蚀能力就会增强。
5、提高进口设备防气蚀能力泵进水设备和管道系统的设置与气蚀裕度有着密切的关系,为了满足水泵动态压降的要求,必须规划出优秀的进水设备,尽可能提高泵厂家引进的气蚀裕度。
水泵汽蚀原因分析及其防护措施

水泵汽蚀原因分析及其防护措施水泵汽蚀产生的原因液体在泵内流动时,若局部压力低于一定值,液体内的杂质、微小固体颗粒或液体与固体接触面的缝中存在的气泡或汽核,会快速生成人眼可见的气泡或汽泡,为简化起见,把汽、气核统称为气核。
气泡流称为空泡。
气核进入低压区生成为空泡,空泡随液流到达压力较高区域时,受到周围液体的压缩,并经过反弹膨胀,直到最后破灭,破灭对水泵产生的危害,称为汽蚀。
1.进入流道尺寸设计不合理。
如解台站进水流道为开敞式半圆形后壁,因喇叭管后壁距偏大,进水流道宽度偏小,进水流道内水流表面流态紊乱,形成涡流和回流,造成水力损失增加,把大量的气体带入泵体,加剧了水泵的汽蚀。
2.喇叭管悬高大,低水位运转。
解台抽水站设计流道底板高程22.5米,叶轮中心高24.02米,喇叭管悬高1.0米,设计下游最低抽水位25.5米,叶轮中心临界淹没水深为1.5米,因急需用水及拦污栅杂物阻水,造成长期低水位运转,增加了泵体的汽蚀。
3.解台抽水站选用了36ZLB——100型轴流泵配用JSL14—10立式异步电动机,设计扬程5.5米,净扬程5米,根据运转资料,有时达5.5米以上,这样水泵的设计扬程满足不了实际运转要求,水泵在偏离设计工况下运转,加大了流液进口冲角,使叶片背面产生旋涡发生汽蚀。
防止水泵发生汽蚀的措施欲防止发生汽蚀必须提高NPSHa,使NPSHa>NPSHr可防止发生汽蚀的措施如下:1.减小几何吸上高度hg(或增加几何倒灌高度);2.减小吸入损失hc,为此可以设法增加管径,尽量减小管路长度,弯头和附件等;3.防止长时间在大流量下运转;4.在同样转速和流量下,采用双吸泵,因减小进口流速、泵不易发生汽蚀;5.泵发生汽蚀时,应把流量调小或降速运转;6.泵吸水池的情况对泵汽蚀有重要影响;7.对于在苛刻条件下运转的泵,为了避免汽蚀破坏,可使用耐汽蚀材料。
循环水泵汽蚀的原因及修复应用

循环水泵汽蚀的原因及修复应用循环水泵是工业生产中经常使用的一种设备,用于将液体循环输送,起到提供冷却、供水、增压等作用。
然而,在长时间的运行中,循环水泵可能会出现汽蚀现象,给设备带来一定的损坏。
下面将从原因及修复应用两个方面探讨循环水泵汽蚀的问题。
循环水泵汽蚀的原因主要有以下几个方面:1. 进水管道设计不佳:如果进水管道设计存在问题,如管道直径过小或存在弯曲等,就会造成进水阻力增大,导致水泵进水压力下降,从而引起汽蚀现象。
2. 水泵选型不合理:如果水泵选择不当,例如选用的水泵扬程过高,或者流量过大,将导致水泵承受超过其容量和扬程能力的工况,从而引起汽蚀现象。
3. 水泵轴封失效:如果水泵的轴封密封性能不好,就会造成泵体内外压力差异过大,从而导致水在轴封处汽化,引起汽蚀现象。
4. 液位不稳定:如果水源液位不稳定,例如水位波动较大,或者液位过低,就可能造成进水流量不稳定,导致水泵发生汽蚀现象。
5. 气体溶解:有些液体中会含有一定数量的气体,例如水中溶解的空气和气体等。
当液体在水泵中压力下降时,溶解在水中的气体会析出,形成气泡,进而引起汽蚀现象。
针对循环水泵汽蚀发生的原因,可以采取以下修复应用措施:1. 检查进水管道设计是否合理,如果存在问题,及时进行更改。
例如增加管道直径或者解决管道弯曲问题,减少进水阻力,提高水泵进水压力。
2. 检查水泵的选型是否合理,根据实际情况选择合适的水泵型号,保证水泵能够在正常工况下运行,同时防止过大的扬程和流量超出水泵的工作范围。
3. 定期检查水泵轴封的密封性能,如有泄露现象及时更换或进行维修,确保水泵内外压力差异不超过规定范围,防止水泵发生汽蚀现象。
4. 控制水源的液位稳定,可以通过安装液位控制装置,保持水源液位在一个稳定范围内,避免水位波动或过低造成的进水流量不稳定引起汽蚀。
5. 设备上增加排气装置,通过排除液体中的气体,降低液体中气体含量,减少溶解在水中的气体析出,防止气泡形成导致汽蚀的发生。
水泵汽蚀原因及快速解决方法!

水泵汽蚀原因及快速解决方法!关键词:水泵汽蚀原因,水泵汽蚀修补,解决方法,索雷工业水泵汽蚀问题很常见,近期有很多人来咨询这个问题,咨询能够快速解决水泵汽蚀的方法。
目前,能够快速解决水泵汽蚀问题的方法就是索雷碳纳米聚合物材料技术。
本文会简单介绍一下水泵汽蚀的原因以及索雷碳纳米聚合物材料为什么能解决水泵汽蚀问题,是如何解决的?要想快速解决水泵汽蚀问题,必须先了解水泵汽蚀的原因!泵在吸入真空度大于允许吸入真空度时,发生汽蚀现象。
主要发生在叶轮外缘叶片及盖板,涡壳或导轮处,不会发生在叶片进口处。
例如流量大于设计流量时发生在叶片进口靠近前盖板的叶片正面处(K1)。
当叶轮入口处压强下降至被送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时,液体将会发生部分汽化,生成的气泡将随液体从低压区进入高压区,在高压区气泡会急剧收缩,凝结,其周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占空间,产生高强度的冲击波,冲击叶轮和泵壳,发生噪音引起震动。
由于长期受到冲击力反复作用以及液体中微量溶解氧的化学腐蚀作用,叶轮局部表面出现斑痕和裂纹甚至成海绵状损坏。
了解了原因之后,看一下为什么选择索雷碳纳米聚合物材料技术解决水泵汽蚀问题?索雷工业在线修复技术是利用碳纳米聚合材料特有的机械性能、耐磨性能、防汽蚀性能、耐腐蚀性能等保护循环水泵壳体及叶轮免受冲刷汽蚀的影响,提高泵的使用寿命,同时提高泵效。
索雷碳纳米聚合物技术保护循环水泵操作工艺相当简单,仅需要对水泵本体进行喷砂处理,然后刷涂索雷专用底漆,然后涂覆一层耐磨材料,最后涂抹一层防汽蚀、提高泵效材料即完成修复。
碳纳米材料固化后其硬度和耐磨性能可达到硅钢、锰刚的耐磨性能,大大提高水泵的使用寿命。
索雷工业现场快速解决水泵汽蚀的案例结语索雷大数据库拥有全球性的技术方案和产品,涉及金属再造、腐蚀保护、渗漏治理、防结焦技术、防污技术、泵类(腐蚀、汽蚀、磨蚀)修复与保护、橡胶传送带划伤修复、密封及渗漏治理、混凝土修复及防护、绿色清洗、水污染治理、大气污染治理等,涵盖了设备运行过程中的重大紧急、常规检修、项目改造、高值易耗、低值易耗、隐患治理、环境治理、节能降耗等。
泵的汽蚀现象对泵工作的影响以及如何提高泵的抗汽蚀性能

泵的汽蚀现象对泵工作的影响以及如何提高泵的抗汽蚀性能摘要:泵汽蚀产生的汽泡改变了流道内的速度分布, 使泵的效率下降、扬程降低, 引起泵振动, 产生噪声。
长时间的汽蚀会严重损伤叶轮等过流部件, 因此对泵汽蚀机理的深人研究是提高泵抗汽蚀性能的根本途径, 具有重大意义。
关键词:汽蚀;有效汽蚀余量;必须汽蚀余量1概述泵是一类能将原动机的机械能转化成被输送流体的压力势能和动能的流体机械。
泵属于通用机械的范畴,在国民经济的各个部门中应用十分广泛。
例如:农业方面的排涝、灌溉;采矿工业中的坑道的排水;石油工业中的输油和注水;据统计,在全国的总用电量中,泵的耗电量约占21%左右。
2汽蚀现象及其对泵工作的影响2.1汽蚀现象:泵内反复出现液体的汽化与凝聚过程而引起对流道金属表面的机械剥蚀与氧化腐蚀的破坏现象称为汽蚀现象,简称汽蚀。
2.2泵内汽蚀对泵工作的危害2.2.1材料的破坏汽蚀发生时,由于机械剥蚀与化学腐蚀的共同作用,致使材料受到破坏。
2.2.2噪声和振动加剧汽泡破裂和高速冲击会引起严重的噪声。
2.2.3性能下降汽蚀发展严重时,大量汽泡的存在会堵塞流道的截面,减少流体从叶轮获得的能量,导致扬程下降,效率也相应降低。
这时,泵的外部性能有明显的变化。
3吸上真空高度取吸水池液面为基准面,列出水面e—e和泵入门s—s断面的伯诺利方程式:通常吸水池液面的流速甚小,可以认为v e≈0,则上式可变为:当液面压力就是大气压力时,p e =p a则有由上式可以看出,在标准大气压下,由于1atm=10.33mH2O,所以泵的几何安装高度H g总是小于10.33mH2O。
吸上真空高度H s则可以得出:可见,泵的几何安装高度H g与吸上真空高度H s、吸入管流速以及能头损失有关。
通常,如果泵在某一定流量下运行,吸入管流速以及能头损失基本上都是定值,所以泵的几何安装高度H g将随着吸上真空高度H s的增加而增加。
当吸上真空高度增加至某一最大值H smax时,即泵内最低压强点接近液体的汽化压强pv时,泵内开始发生汽蚀。
水泵汽蚀现象及危害

水泵汽蚀现象及危害
湖南利圣德节能科技
水泵的汽蚀现象危害很大,但在日常工作中,经常遇到客户、工作人员问及“什么叫汽蚀”?根据自己的理解,现做如下抽象的解释:
1. 什么叫汽蚀?
当流道中的流体受局部压力下降到临界压力时,水中产生大量气泡,气泡的聚集、流动、分裂、溃灭过程的总称。
也就是说,流动着的流体受局部压力的降低产生气泡的现象。
水泵发生汽蚀时,在汽蚀部位会引起机件的侵蚀,进一步发展,则将造成流量、扬程下降、产生震动和噪音。
2. 汽蚀现象
水泵在吸入真空度大于允许吸入真空度时,发生汽蚀现象。
主要发生在叶轮外缘、叶片及泵盖、泵体处;当叶轮入口处压强下降至被输送液体在工作温度下的饱和蒸汽时,液体将会发生汽化,生成气泡,将随着液体从低压区进入高压区,在高压区气泡会急剧收缩、凝结;其周围的液体以极高的速度冲向元气泡所占空间,产生高强度的冲击波,冲击叶轮、和泵壳,发生噪音,严重时会引起水泵震动。
由于长期受到冲击力反复作用,以及液体中的化学腐蚀作用,叶轮局部表面出现斑痕和裂纹。
3. 危害
1) 产生噪音和振动;
2)流量、扬程、效率明显下降;
3)零部件因疲劳受到破坏,导致水泵失去使用价值。
高速部分流泵汽蚀的成因及防护对策

高速部分流泵汽蚀的成因及防护对策
高速部分流泵汽蚀是指在高速运行下,泵入口处出现局部液体蒸汽化的现象。
汽蚀会导致泵的工作效率下降、噪音增大甚至损坏泵设备。
下面将从成因和防护对策两个方面介绍高速部分流泵汽蚀问题。
1. 凝汽现象:水泵吸入的液体中含有气体,在高速运行下会形成较高的液体负压,导致液体中的气体析出并产生泡沫,使泵的吸水性能下降。
2. 流动不稳定:高速运行时,泵的进口压力会出现瞬时的波动,导致吸水不稳定,产生特定频率的压力波动,从而引起汽蚀。
3. 液体过热:高速运行产生的摩擦热能会使液体温度升高,超过饱和温度,从而导致液体蒸汽化,产生汽蚀。
防护对策如下:
1. 泵的选型和设计:合理选用具有较高耐蚀性的材料制造泵体,提高泵设备的安全性和可靠性。
通过合理的叶轮设计和进口导流体构造,减小液体的进口速度和压力波动,降低汽蚀风险。
2. 泵的安装和维护:正确安装和调试泵设备,确保入口管道的密封严密,减少气体的混入。
定期检查和维护泵设备,包括定期清理进口过滤器、平衡泵轴向力和重新校正泵的工作状态,保持泵设备的正常运行。
3. 减少液体过热:通过减少泵设备的高速运行时间、提高冷却效果等方式,减少液体的温度升高,避免液体蒸汽化产生汽蚀。
4. 增加冷却介质:在泵设备运行过程中,可以通过增加冷却介质的流量和降低冷却液的温度等方式,提高泵的冷却效果,降低液体过热造成的汽蚀风险。
高速部分流泵汽蚀问题是由凝汽现象、流动不稳定和液体过热等因素造成的。
要有效防护高速部分流泵汽蚀问题,可以通过合理的泵选型和设计、正确的安装和维护、减少液体过热以及增加冷却介质等方式来提高泵设备的安全性和可靠性,降低汽蚀风险。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
泵站工程—水泵的超常运行(超高扬程\超功率\加大流量) 一、水泵超高扬程运行 二、水泵的超功率运行 三、加大水泵流量运行 四、轴流泵叶轮淹深不足及改善叶轮进口流态 五、水泵机组振动及其减振措施 六、水泵机组遭浸泡后的及时修复
一、水泵超高扬程运行 平原湖区轴流泵站通常在外洪、内涝的情况下运行,尽管在设计时一些泵站
对在某些不利工况下运行进行过校核,但由于受水环境变化的影响,沿江和湖泊
的河床逐年淤高,泵站内、外水位变幅较大,特别是特大洪水期间外江水位居高不下,泵站的扬程超出其设计使用范围,泵站被迫停机,甚至损坏。
解决上述问题,可根据各泵站实际情况,分别采取措施。 1.调节叶片安装角 目前,国产轴流泵口径在300mm以上的,叶片角度可以调节。调节叶片安装角在一定程度上扩大了泵的使用范围,当泵站扬程增高时,可减小叶片安装角,适当减小出水量,以满足水泵在高扬程情况下正常运行的要求。
目前国内数量较大、分布较广,口径在1m以下的中小型轴流泵站(一般由乡镇管理),由于技术力量薄弱,加上调角费时费力(半调)。因此,泵站自投入运转后,很少根据运行条件的变化对泵的正常运行范围进行复核和调节,结果造成能源浪费,泵站发挥不了正常效益。因此,建议加强技术指导,特别是对那些使用不当、扬程超过正常使用范围的泵站,应根据新的运行条件,仔细复核水泵工况,提出相应的技术措施。按照经济、有效的使用原则,一般只有当调角不能满足新的运行要求时,才考虑其它的技术改造方案。
2.换泵 如果将叶片角度调至最小仍不能满足高扬程的长期运行要求,则可考虑更换成高扬程的水泵,如比转数较低的轴流泵或导叶式混流泵等。
更换水泵通常是一种比较省事的办法,但对大中型水泵,要考虑机组配套和流道匹配等因素,因此工程投资较大,机组设备费用较高。另外,在同流量下由于泵的扬程高,泵汽蚀及水力振动的可能性增大,特别是与进、出水流道之间的水力配合问题往往成为换泵的主要矛盾。因此,在原有泵站水工基础上采用换泵的办法来解决高扬程问题,不仅代价较高,而且技术上较复杂,因而一般只适用于中小型轴流泵站。另外,换泵时不仅要考虑在最高扬程时泵站能够安全运行,而且也应该尽可能使泵站能在多年运行中的平均效率较高,对于最高扬程与平均扬程相差甚大的泵站应该充分考虑这一点。
3.改换叶轮 改换叶轮与换泵优缺点大致相同。不过,改换叶轮仅涉及到泵内的某一部件,因而改造投资可大量节省,通常适用于大中型轴流泵站的修复与技术改造。
解决超高扬程问题,必须将泵的现有叶轮更换成比转数较低的轴流式叶轮(在功率不变的条件下,增大扬程,减小流量)。由于将叶轮的扬程提高,叶轮出口的速度或动量矩环量增大,因而要求出口导叶的扩压、消旋功能更强。目前国内叶轮直径2.8m及以上的大型立式轴流泵,导叶固定在出口流道的钢筋混凝土中,因而在改叶轮时更换导叶相当困难。由轴流泵的工作原理可知,叶轮扬程提高后,导叶进口水流的绝对液流角(导叶进口安装角)α3减小,导叶的曲率θ增大。如不换导叶,在同一流量下,水流必将在导叶进口的背面形成旋涡区,从而引起泵的效率降低,出口压力脉动,因此在更换改型叶轮时最好也更换导叶。对更换导叶有困难的,最好与有关研究单位合作,在现有装置条件下尽力寻求改善措施,最终改造方案应该通过模型试验来确定。
4.提高水泵转速 由相似定律得知,提高水泵转速,可增大泵的流量和扬程,但水泵的轴功率增加,动力机需要增容。对超高扬程的泵站,采用这种方法的关键在于增速方式及变速设备的选择。对小型排灌泵站,由于机组较小,变速容易实现(如调节内燃机进油量,改变皮带轮直径等)。对以交流电动机为动力的,可调节同步转速(分无级的变频调速和有级的变频调速),或调节转差率(适用于异步电动机,分调节电机定子电压、改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻等)两种调节方式。前者属于节能型,后者属于耗能型。对大中型农用泵站,由于机组容量较大,调速设备较贵,因而使用受到一定限制。
但是,近几年来结合水泵增速及电动机改造需要,武汉水利电力大学泵及泵站教研室的有关专家主张在更换老化电机线圈的同时,实现增容和调速两项功能。即在进行老化电机改造时,通过减薄绝缘层厚度,加大绕组导线截面,在原电机结构不变的条件下,提高电机功率;同时,采用“丢极”的办法提高电机转速,以适应高扬程时泵站的运行需要。
水泵增速后带来的新问题,可能有汽蚀、机组结构强度、轴承寿命以及临界转速的校验等问题。水泵增速还可能使进水流道流态变化,使水泵进口处的流速和压力分布不均匀,从而加剧机组振动。采用这种改造方案,建议与有关研究单位和水泵、电机的生产厂家一道,根据泵站具体情况,商定具体改造方案。 二、水泵的超功率运行 在特大洪涝灾害发生时,特别需要泵站在超高扬程下尽可能地加大水泵流量。这时往往使水泵的轴功率大大超过额定轴功率,致使配套动力机超载损伤。解决水泵超功率问题的常用方法有减小叶片安装角、降低水泵转速、更换功率较大的动力机、电机增容改造等。
1.减小叶片安装角 当水泵在高扬程运行时,减小叶片安装角可以有效地降低水泵轴功率,避免机组超载;同样道理,当水泵在大流量工况运行且机组长时间过负荷时,也应将叶片角度调小,以保证机组的安全和正常运转。将叶片角度调小,带来的负面影响是泵的流量减小,因此它比较适用于出现高扬程大流量工况运行时间不长、叶片角度全调的大中型立式轴流泵站。对叶片为半调的中小型泵站,如果因扬程偏高,动力机功率不够用,为了节省改造费用,也可将叶片安装角长期固定在较小的位置。
2.降低动力机转速 通常只适用于变速容易实现的中小型机组。对大型机组,由于变速设备昂贵,一般很少采用。
3.更换功率较大的动力机 与降速类似,一般只适用于中小型机组,对大型电机,除非确需增容和更新(如老化和损坏严重,修复不如新买),否则,一般应尽可能不采用,以免造成不必要的花费。
4.电机增容改造 结合电机老化改造,采用新材料、新工艺,提高原电机的额定功率。以28CJ56型轴流泵配套的1600kW同步电机改造为例,若仅更换老化线圈,电机额定功率可提高到1800kW,功率提高幅度为12.5%。如同时更换电机的某些部件,如改造定子外壳及铁芯、转子大轴、磁轭、铸钢体、铁芯、推力头、镜板及导瓦等,电机额定功率可达2200kW左右,功率最大提高幅度为37.5%。从电机增容改造的实践来看,该法是成功的,因此它是目前解决水泵超载问题很有推广价值的重要技术措施之一。
5.其它技术措施 解决水泵短时间过载问题,还可采用一些既经济、又实用的临时措施,如泵站运行避开外江水位的高峰期,水泵运行时在叶轮进口放入少量的空气等。 三、加大水泵流量运行 加大叶片安装角是指在电机功率允许的范围内,尽可能地调大叶片角度,使机组满负荷运行,以便使泵站在较短的时间内能排除更多的积水。但是,这种运行方式常常受到外江高水位的限制,亦即高扬程与大流量矛盾,机组容量无法适应。
为解决上述矛盾,同时满足水泵在高、低扬程时安全、正常、高效运转的客观需要,结合老化电机的增容改造,采用丢极式的变极方法将电机构成两档转速,是值得研究和推广的一种好方法。
仍以与28CJ56型泵配套的1600kW同步电机改造为例,该电机额定转速为150r/min(40极),若采用丢极式的变极方法增速,为获得旋转各向稳定的磁拉力效应,在圆周均匀地丢掉4个磁极,即丢极后的36极电机转速变为166.7r/min,它比原40极时的转速提高了11.1%。当水泵在该转速档运行时,不仅可使泵的扬程达到10m,而且流量比调角时增大了许多。当电机功率增大到2000kW、水泵在5.6m扬程运行时,可将叶片角度调到+8°,单泵流量可达28.2m3/s ,与电机增容前相比(叶片角度为+2°),流量增加了6.2m3/s,效率提高了1.4%(水泵高效区位于+8°)。此时对于安装10台水泵的泵站共增加流量62m3/s,相当增加了一座8台口径1.6m水泵的泵站。
用提高转速的办法来增大泵的扬程和流量,可能存在的主要问题是水泵汽蚀及叶轮进口流态的稳定性受影响等。在采用该方案时,一般应根据装置情况,对泵的汽蚀条件进行复核,当增速后泵的汽蚀条件不能满足要求时,可采用其它措施协同解决,如采取措施改善前池进水流态;在叶轮进口加装前置导轮等。
四、轴流泵叶轮淹深不足及改善叶轮进口流态 由于水环境变化,前池水位降低,或由于叶轮安装过高,水泵无法在较低的前池水位下工作,这些都属于叶轮淹深不足问题。此外,一些泵站在实际运行中碰到的新问题,对叶轮淹深提出了超常要求。例如,因排灌标准提高,要求水泵在前池尽可能低的水位下也能正常运行(如降低内湖调蓄水位,增大调蓄水量,提高泵站排涝标准;又如降低排区地下水位,旱季提水灌溉等)。另一方面,轴流泵由于流量大,对进口流态的稳定性要求高,如与之配套的进水建筑物设计不良,或因外部环境和工作条件变化太大,都会破坏叶轮进口正常的流动条件,从而给泵站的安全和经济运行带来许多难以解决的问题,如汽蚀,水力振动和噪音,泵的工作效率低,流量扬程达不到样本规定的正常要求等。 为解决上述问题,最近几年由武汉水利电力大学泵及泵站研究室提出在轴流泵叶轮(以下称主叶轮)进口加装前置导轮。前置导轮是一种负荷较轻、结构特殊的轴流式叶轮,它与主叶轮同轴旋转,专为其进口水流提供能量。由于导轮安装的位置较低(对立式),加上结构特殊,导轮本身具有很强的抗汽蚀特征,因而在一定程度上可解决水泵汽蚀及叶轮淹深不足问题。与此同时,由于导轮能强